薛偉傑:美太空總署擬明年試飛 安靜超音速驗證機

文章日期:2021年12月27日

【明報專訊】今年6月,本欄曾說過,超音速客機醞釀回歸,專門研發超音速客機的初創企業近幾年不斷在美國出現。

其實,除了這些初創企業之外,美國太空總署(NASA)亦有研究靜音超音速飛機技術,至少已有3年多。其驗證機已於近日下線出廠,如無意外,將於明年進行首次試飛。

X-59以1.27倍音速飛行 地面噪音僅約75分貝

美國太空總署(NASA)研究的X-59 QueSST(Quiet SuperSonic Technology),是一款為了推進商用安靜超音速飛機而開發的概念驗證機,由洛歇·馬丁公司(Lockheed Martin)負責製造。

X-59長約30米,翼展約9米,最多可以在1.67萬米高空,以1.4倍音速(時速1488公里)飛行。由於是驗證機,只有一個座位。

它的特點是具備獨特的氣動外形,擁有一個長約30呎的幼細機鼻,可以大大減低超音速飛行時的音爆現象(Sonic Boom),其噪音遠遠低於1970年代中開始商業飛行的英法聯合研製的「和諧式」(Concorde)客機,以及前蘇聯的「圖144」(TU-144)客機。

此外,它的另一大設計特點是取消了機頭的擋風玻璃,改為採用「外部視覺系統」(eXternal Vision System, XVS),即是利用攝像機,來為機師提供視野。

據悉,於2003年進行最後一次航行的「和諧式」超音速客機,除了起飛噪音高達119.5分貝之外,它在高空以僅僅超過1倍音速飛行時,地面聽到的噪音也高達大約110分貝。這令到它在整條飛行航線上的噪音都很驚人,對經過的地方造成困擾。

1973年,美國聯邦航空管理局就以此為理由,禁止在美國的陸地上空進行商業超音速飛行(只可在海面上空進行商業超音速飛行),令「和諧式」客機基本上無法打入美國市場。

而美國太空總署現時的計劃,就是希望通過減低噴氣式飛機的音爆,來讓商業超音速客機復活。按照太空總署和製造商洛歇·馬丁的說法,當X-59在在高空以僅僅超過1倍音速飛行時,地面聽到的噪音只是大約66分貝。當它在大約1.6萬米的高空進行1.27倍音速的飛行時,地面聽到的噪音也只是大約75分貝,僅與一般人關閉車門相若,遠遠低於傳統超音速飛行的音爆。這正是其最大賣點。

太空總署估計,X-59將會在幾個城市試飛,可能會持續到2023年或2024年,以收集足夠的數據,以及住宅區居民的對噪音的反應。然後,再將這些資料交給監管機構,為美國陸地上空進行商業超音速飛行建立可接受的噪音標準,以推翻1972年頒佈的禁令。

以慳字持家 善用舊零件

不過,正如上述,X-59是一架只有一個機師座位的驗證機,只是用來驗證一些關鍵技術的可行性,並沒有任何乘客座位。

將來的商用安靜超音速客機的尺寸和重量與X-59應該會有不小分別,必須再設計和製造多架原型機,進行至少過千次的試飛,才有可能獲發適航證和開始量產,不會在短時間內出現。

而太空總署未來如何處理X-59項目所得的技術,是否或如何將之轉移給商界,暫時亦未見透露。

不過,太空總署在設計X-59時,以「慳」字持家,採用了不少從退役飛機拆下來的二手零件,確實獲得傳媒激讚。例如,其起落架就來自退役的F-16戰機,駕駛艙蓋來自T-38教練機,操縱桿則來自F-117隱形戰機。

專門研發超音速客機的初創企業近幾年不斷在美國出現,包括:2014年成立於美國科羅拉多州丹佛市的Boom Supersonic、2019年成立於美國加州灣區的Exosonic、成立於波士頓的Spike Aerospace、總部設在內華達州里諾市的Aerion Supersonic等。

不太可能有幾間公司同時成功,最終可能只有一兩間公司能夠成功。其中,Aerion已在今年5月21日表示,由於未能籌集足夠資金製造其研發的AS2超音速客機,將會停止營運。

明報記者 薛偉傑

[薛偉傑 科技觀潮]